Ser la primera fundición en lanzar un nuevo nodo y un nuevo tipo de tecnología de fabricación de chips, dentro de la industria es muy importante. Durante bastante tiempo Samsung ha publicitado su nodo de 3nm basado en la estructura Gate All Around FET (GAAFET), la cual se habría retrasado hasta 2024.
Samsung GAAFET para el nodo de 3nm se habría retrasado hasta 2024, según un reciente rumor
Conseguir ser el primer fabricante de procesadores en usar una nueva arquitectura de transistores es algo muy importante en la industria de semiconductores. Intel fue la primera en pasar de los transistores FET planos al sistema FinFET. Samsung ahora pretende ser la primera compañía en usar la estructura GAAFET. Además, este diseño de transistores se basará en el nodo de 3nm.
FinFET en las últimas generaciones ha conseguido escalar la potencia mediante una reducción en las aletas. Se ha pasado de un diseño de cuatro aletas, a un diseño de tres aletas y finalmente a un diseño de dos aletas por transistor. Las aletas han crecido en altura para mejorar el área de contacto entre el canal y la puerta. Además, para los canales de estos transistores se necesitan materiales exóticos, lo cual supone dificultades técnicas. El aumento de altura de las aletas y la delgadez de las mismas añade otros problemas, que requieren dar el salto a una nueva arquitectura de transistores.
Samsung indico que con 3nm GAAFET (3GAE) un aumento del rendimiento del 35%, una reducción del consumo de un 50% y una reducción del 45% de área en comparación con su proceso de 7nm. Samsung a principios de 2019 dio fechas de salida para el proceso 3GAE. Indicaban muestras durante 2020, producción de riesgo para finales de 2020 y fabricación masiva para finales de 2021.
La realidad es que a mediados de 2021, no han salido muestras de ingeniería y la producción masiva no esta ni cerca de ser una realidad. También se han corregido las supuestas mejoras que ofrecerá 3GAE con respecto a los 7nm FinFET. Finalmente la mejora de rendimiento será del 10%, la reducción del área será del 25% y el consumo se reducirá en solo un 20%.
Problemas importantes para la fundición surcoreana
Aunque las mejoras de rendimiento entre nodos sean correctas, está aún lejos de la paridad de potencia y rendimiento del nodo de 6nm de TSMC. El nodo de 6nm de TSMC en realidad es una versión avanzada del nodo de 7nm de la fundición taiwanesa. Esto deja a Samsung aún más lejos del nodo de 5nm de TSMC.
Samsung ha introducido el nodo 4LPP ante el retraso del nodo 3GAE. Parece ser que el nodo 4LPP estaría fuera de la familia de 4nm. Este nuevo nodo será la base para la fabricación de varios SoC para smartphone tanto de Samsung como de Qualcomm.
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El nodo 5LPE llegará para reemplazar al nodo 5LPP y así el nodo 4LPP sería una solución por el retraso del nodo 3GAE. Todo apunta que para principios de 2023 se podrían producir los primeros chips basados en el nodo 3GAE. Qualcomm, el cliente más grande de Samsung, sería el primero en utilizar este nodo para sus chips. Veremos como evoluciona el salto a GAAFET para Samsung, que de momento parece bastante retrasado.
¿Qué opinas al respecto del retraso de Samsung con el nodo 3nm GAAFET?
